La méthode scientifique est un processus de résolution de problèmes utilisé lors d’expériences. Elle peut être modifiée en fonction de l’âge et des capacités des élèves et aussi pour développer des compétences particulières.
Poser une question est la première étape de la méthode scientifique (par exemple, Qui, Quoi, Quand, Où, Pourquoi, Comment). Vous pourrez généralement trouver une réponse à une question simple et générale. Les réponses conduisent souvent à d’autres questions. C’est ici que la méthode scientifique commence vraiment.
Dans cet article, la méthode scientifique est exposée par étapes.
En pratique, cependant, ce n’est généralement pas aussi net. Les scientifiques et les étudiants devront souvent répéter des étapes et recommencer des expériences. Cela fait partie du processus, de » l’art de la science « , et non un signe d’échec !
Une fois terminés, les résultats d’une expérience peuvent être utilisés comme point de départ d’une nouvelle expérience. C’est ce qu’on appelle l’itération.
Les quatre étapes de la méthode scientifique :
Etape 1 : Commencez par une question. Sur quoi vous interrogez-vous ? Qu’est-ce que vous aimeriez savoir ? Vous pouvez faire des recherches de fond pour en savoir plus. Cela peut vous aider à définir votre question et à décider ce que vous voulez découvrir.
Etape 2 : Formulez une hypothèse. Une hypothèse est une supposition ou une explication éclairée de ce que vous savez. C’est un point de départ pour l’expérience (et une étude plus approfondie). Vous pouvez prouver que l’hypothèse est observablement correcte ou la réfuter par l’expérimentation. De manière observable, car les explications scientifiques des résultats d’une expérience évoluent et changent.
Étape 3 : Réaliser une expérience, en faisant des observations et en suivant les résultats. Mettez en place une expérience test pour voir si votre hypothèse est juste ou fausse. Faites des observations pendant votre expérience et gardez-en la trace en les écrivant. Il est souvent nécessaire de répéter une expérience de la même manière pour être sûr de vos résultats.
Étape 4 : Arrivez à une conclusion. Décidez si votre hypothèse était juste ou fausse. Quels ont été les résultats de ton expérience ? Peux-tu dire pourquoi cela s’est passé de cette façon ? Explique et communique tes résultats.
Ces principes peuvent être utilisés pour étudier le monde naturel et naviguer dans les défis de la vie. Vous pouvez étudier n’importe quoi, des plantes et des roches à la biologie ou aux réactions chimiques, en utilisant ces quatre étapes. Même les très jeunes élèves peuvent utiliser une version modifiée de la méthode scientifique pour organiser leurs pensées.
Pour les plus jeunes élèves:
Les plus jeunes élèves peuvent étudier les sciences pratiques en utilisant une version simple de la méthode scientifique. Vous pouvez utiliser leur curiosité naturelle pour les guider et rendre l’expérience mémorable. Essayez d’enseigner aux plus jeunes les mêmes étapes, mais en rendant le langage plus facile à comprendre.
- S’émerveiller – Qu’est-ce que je veux savoir sur le monde qui m’entoure ?
- Penser – Que pensez-vous qu’il va se passer ?
- Agir – Tester mon idée. Que se passe-t-il ?
- Dire – Ai-je raison ?
Ces élèves peuvent mener leurs propres expériences pour en savoir plus sur le monde qui les entoure. Par exemple, les jeunes élèves peuvent étudier les états de la matière en faisant fondre de la glace au soleil et à l’ombre. Avant de commencer, demandez à un élève de prédire ce qui arrivera à la glace placée au soleil par rapport à la glace placée à l’ombre. Ensuite, testez son idée, vérifiez les glaçons au fil du temps, et demandez à l’élève d’expliquer ce qui s’est passé. L’élève avait-il raison ?
Dans un autre exemple, les jeunes élèves pourraient étudier les réactions chimiques en ajoutant du savon et du colorant alimentaire au lait. Encore une fois, avant de commencer, demandez à un élève de vous dire ce qu’il pense qu’il va se passer lorsque vous ajoutez du savon et du colorant alimentaire à du lait. Testez l’expérience, observez une réaction, et demandez à l’élève d’expliquer ce qui s’est passé. L’élève avait-il raison ?
Stimulés par leur curiosité naturelle, les plus jeunes élèves peuvent s’interroger, réfléchir et observer. Dès leur plus jeune âge, ils peuvent développer la capacité d’observer attentivement et de décrire ce qu’ils voient. Ils peuvent commencer à développer les compétences de réflexion critique nécessaires pour déterminer si une expérience s’est déroulée comme ils s’y attendaient – le début du raisonnement scientifique !
Pour les collégiens ou les lycéens :
Les élèves plus âgés peuvent utiliser les étapes de la méthode scientifique de manière plus indépendante pour réaliser un projet de foire scientifique ou une expérience sur un sujet qui les intéresse. L’intérêt est essentiel – sans lui, ils s’ennuieront.
Guidez l’apprentissage des élèves avec l’expansion suivante sur les deux dernières étapes de la méthode scientifique, qui nécessitent des compétences de pensée critique plus avancées.
Réaliser une expérience, faire des observations et suivre les résultats.
Les élèves de l’élémentaire supérieur, du collège et du lycée peuvent concevoir des expériences pour répondre à des questions sur le monde. La complexité d’une expérience dépendra des capacités de l’élève.
En concevant leurs expériences, ces élèves devraient faire très attention à :
- Répéter une expérience. Pour être sûr de vos résultats, une expérience devra être répétée, toujours de la même manière. Plus on répète une expérience en produisant les mêmes résultats, plus on dit qu’elle est fiable. Le progrès scientifique dépend d’expériences fiables, indépendantes de la personne qui les réalise.
- Contrôle des variables. Une variable est un élément de l’expérience qui peut changer. Pour être sûr de vos résultats, rien ne doit changer lorsqu’une expérience est répétée. Tout ce qui peut varier, comme les quantités d’une substance, le type de substance, le moment de la journée ou l’environnement, doit être « maintenu constant » ou « contrôlé ».
- Changer une seule variable à la fois. Toutes les variables d’une expérience affectent le résultat. C’est pourquoi, lorsque vous comparez des expériences, il est important de ne changer qu’une seule variable à la fois. Cela vous permet d’attribuer correctement les différences de résultats. Par exemple, si vous voulez découvrir comment le taux de croissance d’une plante est affecté par l’arrosage, vous contrôlerez toutes les variables (sol, lumière, température de l’air) autres que les niveaux d’arrosage.
- Suivi des résultats. Que s’est-il passé pendant votre expérience ? Identifiez toutes vos variables et notez vos observations dans un cahier de sciences. Une fois que tu as enregistré toutes les informations (c’est-à-dire les données), tu peux commencer à analyser.
Venir à une conclusion.
Quel a été le résultat de l’analyse des résultats de toutes tes observations ? Votre expérience s’est-elle déroulée comme prévu ? Votre hypothèse était-elle juste ou fausse ? Si vos résultats ont été surprenants, il se peut que vous ne soyez pas en mesure d’arriver à une conclusion tout de suite. Il se peut que vous souhaitiez reconsidérer toutes vos variables, modifier une partie de votre conception et réaliser une autre expérience en recueillant davantage de données. Arriver à une conclusion nécessite une évaluation réfléchie des résultats de votre expérience.
La méthode scientifique commence par un raisonnement inductif plutôt que déductif. Le raisonnement déductif passe de concepts généraux à des informations plus spécifiques. Le raisonnement inductif part de faits ou d’observations spécifiques pour aboutir à une conclusion générale. Par exemple, la dissection d’une fleur et l’examen de ses différentes parties (ovaire, pétale, pistil, etc.) nous renseignent sur les fleurs en général. En examinant quelque chose de près, la science utilise les compétences de pensée critique d’observation, de comparaison, de contraste et d’analyse pour tirer une conclusion générale.
La méthode scientifique est un outil puissant pour transformer vos questions en nouvelles découvertes!